工厂生产方法将通过可扩展的工业级增材制造得到改进

两个多世纪以来,工业工厂生产在四个主要方面表现出色:过程的可重复性、生产部件的耐用性、工作流程的生产效率以及经济的运营总成本。工厂工作流程已经过优化,从而以尽可能低的成本生产尽可能多的优质部件。任何寻求与标准流程一起被接纳的新的生产方法或工作流程,都必须满足新要求或以其他方式改进这些过时的元素。

当今的制造业正在经历快速转型:有人将这一过程称之为工业 4.0。新的市场需求推动制造商提高速度和灵活性。新的商业模式需要快速响应客户需求和快速的设计迭代。制造商需要更短的生产周期和更快的产品生态系统演化;他们必须以数字化速度打造实体产品。

用于大型无缝部件的可扩展金属增材制造。
DMP Factory 500 是一种工作流程经过优化的金属 3D 打印解决方案,可实现大规模可扩展性、可重复的优质部件、高吞吐量和低总运营成本,生产的部件大小可高达 500 mm x 500 mm x 500 mm。

幸运的是,对于面临这些压力的制造商而言,3D 打印技术的功能不断提高,已经成为行业工厂生产的战略资产。新材料、新的打印方法、新的设计能力和新的工作流程意味着数字化制造方法成为可能。在过去的 30 年里,3D 打印一直是设计评审、原型制造、临时一次性用品或搭桥制造的主要研发内容。现今,3D 打印加入工厂车间,并可以成为批量生产最终产品的一部分。

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3D Systems 将这次革命称为数字工厂,它满足了工厂级生产的四个关键标准:

  • 部件可重复性确保达到六西格玛品质。
  • 使用新的设计技术和创新的金属和塑料材料,确保耐用性。
  • 使用最先进的生产工艺可以实现 24/7 全天候生产。
  • 对于合适的部件和生产水平,部件制造所需的总成本低于现有的模拟方法。
  • Thales 公司使用 DMP Factory 350 金属粉床熔铸打印机打造的经过拓扑优化的 3D 打印航天支架
  • 使用数字工厂技术制造的部件在可重复性和耐用性方面都更加出色。它们兑现了工业 4.0 对产品和流程的诺言,而采用传统方法不可能实现。先进的设计算法支持内部晶格代替实体,从而使得部件质量更轻但却更加坚固。注塑成型行业可以在数小时而不是几周内设计出适形的冷却模具,或批量生产新型热塑塑料部件。数字铸造工艺能够快速且灵活地创建蜡质模具铸造模型和铸件 — 成本低、无需等待成型、没有传统铸造的固有缺陷,并且也能够进行直接金属打印。

数字工厂的三大支柱

调查公司 Jabil 称,68% 的汽车制造商表示,他们的目标是在两年内进入市场,而仅在几年前,差不多需要 10 年时间。其他行业对新产品引进的速度也有类似的要求。为了满足这些新的市场需求,需要借助数字工厂创新的生产速度和能力。

数字工厂为注塑成型、铸造和部件生产提供了转变的机会。数字工厂有三大支柱:金属、塑料和数字化铸造。制造商需要什么取决于行业、产品和所需的“概念到成品部件”的速度水平。这三个支柱都依赖于最先进的软件来充分发挥它们的潜力。

  • 金属数字工厂

    3D Systems DMP Flex 350 强大的金属 3D 打印机,能够进行 24/7 全天候部件生产,适用于灵活应用

    金属数字工厂采用包括增材和减材解决方案在内的模块化工艺,利用关键的行业金属持续生产具有工厂可重复性的部件。增材制造与传统方法集成,从而更快速、更高效地制造部件。

  • 塑料数字工厂

    3Dprintedparts.com 上利用 Figure 4 Standalone 打印的部件

    塑料数字工厂使用最新的增材热塑塑料和树脂批量生产耐用的部件,所需时间仅为传统注塑成型方法所耗时间的零头,有效加快生产速度,适合生产短周期的塑料部件,无需 MOQs,也免除了等待模具加工的成本和时间

  • 数字化铸造

    在熔模铸造流程不同阶段打印的 3D 打印部件

    数字化铸造可以创建、迭代、细化以及生产铸造部件,速度更快,灵活性更高 — 免除了模具加工的成本和等待时间。使用数字化铸造工艺的公司在收到 CAD 数据后的几天内就能交付铸造部件,而不是等待高达 12 周的加工时间。

数字工厂 Onramp

数字工厂不仅仅局限于使用新的硬件。3D Systems 在新材料和新软件研发上投入了大量资金。公司提供有各种金属、热塑塑料和树脂,所有这些都经过认证,能够在数字工厂框架中使用。3D Systems 的文件准备软件,消除了工厂对 CAD 专家和昂贵软件的需求,从而大大节省了成本。

制造商现在可以改写自己的商业模式,并在工业 4.0 时代中掌握竞争优势。随着工程师和高管们了解到数字工厂的巨大潜力,他们将找到更快生产更优质产品的新方法。采用数字工厂的用户拥有新产品、新的商业模式和新公司,便是水到渠成的事。